大学又は大学院で研究されている方へ

質問

大学または大学院で研究されている方にお願いがあります。

私は現在大学院にてコンピュータグラフィックスの研究に従事しておりますが、それに関して以下のように説明いたしますので、気になった事柄など質問して頂けないでしょうか？専門的な質問ほど嬉しいです。勿論頂いた質問に対しては回答させて頂きます。

質問例）
何のための研究なのか？数値計算のソルバーは何？etc...

（この目的は就職活動の面接対策です。研究職希望なのでどんな質問が来るのか想定しておきたいと考えております。たいへんお手数ですが、ご協力いただければ幸いです。）

以下研究内容の説明です。

■何をやっているのか
私は現在コンピュータグラフィックスの研究を行っている。
より具体的には、炎をよりリアルにシュミレーションための研究を行っている。
■どのように「よりリアルに」するのか
「煤(すす)」を炎のモデルに取り入れることで、これを実現しようとしている。
■どうして「煤」を考慮したらリアルになるのか
従来の炎のモデルにおいては煤は考慮されていなかったが、煤は炎の見え方に大きく関わっているからである。具体的には、煤の粒子の大きさ、密度、温度が重要になってくる。例えば温度に関して述べると、炎が赤く見える物理学的な理由は、生成された煤が2000度近くの高温状態になるためだが、従来はこれらの物理学的背景を無視したモデルが適用されていた。このため煤を考慮することによって、より物理学的に正しいモデルが得られ、より現実的な（＝リアルな）炎が得られると考えている。
■「煤を考慮したモデル」にはどのようなデメリットがあるのか
新たに煤を扱う数式が増えるために、計算量(コンピューターに計算させる回数)が増えるという問題が生じる。本研究では最終的にその計算量をどれだけ軽減できるかというところまで考慮する予定である。

回答No.4

ur2c

> 勿論頂いた質問に対しては回答させて頂きます。

とあるにも関わらず、「実写から出発せずにいきなり simulation から出発する理由は何ですか？」には答えてもらえないようですね。また、

> より物理学的に正しいモデルが得られ、より現実的な（＝リアルな）炎が得られる

について「この信条の哲学的な根拠は何ですか？」 に対するあなたの答えは

> 根拠としては、「より物理的に正しい→より写実的な描画になる→よりリアルだと認識される」といったところでしょうか。

でした。「より現実的な」を「より写実的な描画になる」と言い換えただけです。これで、哲学的な根拠になりますか？

今後のご活躍をお祈り申し上げます。

回答No.3

tanuki4u

No2の方も書かれているが、
『この信条の哲学的な根拠は何ですか？ 物理的な「正しさ」が見た目の現実感に直結するとは、とても信じられないのです。』

「現実の炎」と「見たい（エンターティメントの）炎」
とは違う。

最近のテレビで見ておわかりだと思いますが、現実の津波は、映画などで出てくる津波ほどかっこ良くもなく、派手でもなく、しかし容赦ない姿をしています。
津波の被害を減らすためには、物理的な正しさを追求することは重要ですが、見栄えを良くするためには物理的な正しさは不必要です。不必要が極端なれば、方向違いです。

研究結果の展開と考えた場合、『最終的にその計算量をどれだけ軽減できるか』というこちらのほうが、本質的というか、研究職なり企業での研究を考えたときには『もうかりまっせ』というか筋がいいように思う。

補足

>>『この信条の哲学的な根拠は何ですか？ 物理的な「正しさ」が見た目の現実感に直結
>>するとは、とても信じられないのです。』

根拠としては、「より物理的に正しい→より写実的な描画になる→よりリアルだと認識される」といったところでしょうか。

すでに炎を描画した静止画の結果がありますが、煤を考慮した精緻な物理モデルを用いた描画結果とそうでないものの間には見え方に明確な差が生じています。前者は後者よりも写実的(より正しい物理モデルを用いている＝より現実の炎に近い、という意味)であることは間違いないですが、だからといって「前者が後者よりリアルである」と認識されるかどうかは動画を作ってみないと何ともいえない状況です。

＊また説明していませんでしたが、実は炎のモデルのみを物理的に精緻にしたわけではありません。その他に、レンダリング(描画を行う工程)の際に用いられる方程式に含まれる光学パラメタを理論的に正しいものに置き換えたという背景もあります。更にいいますと、この理論的に正しい光学パラメタを求める際に、すすの粒径が必要となるため、シミュレーションにおいても煤を考慮した精緻な物理モデルが必要だったというわけであります。
見え方に差が出ると主張するためには、むしろこちらを強調して言うべきでした。すいません。

>>「現実の炎」と「見たい（エンターティメントの）炎」
>>とは違う。

そうとは限らないと思います。
確かに「魔法を使って杖から炎が出る」場合には、見栄えの良い炎が必要であるため、必ずしも写実的で有る必要は無いのかもしれません。ただ、アクション映画などで建物が大爆発するシーンを描きたい場合は「格好いい」のでなく「現実的な、ほんものっぽい」炎の描写が必要とされる場合もあると思われます。

回答No.2

ur2c

> 目的は就職活動の面接対策です。研究職希望

なら

> 大学または大学院で研究されている方に

聞いてもしょうがないです。tanuki4u さんの指摘のとおり、官や民間の研究「職」は大学の研究「者」とは stance が全然ちがいます。（私は両方の経験者です。）

それはともかく。

CG でわざわざ煤を考慮するからには、見た目を実際の炎に近づけることが目的のはずです。それが目的なら、実写から出発するのが近道です。（たとえば実写を key frames として選択します。それらの間を、主な物理的制約を満たすように時間的に内挿すれば、計算量が少なく、見た目は実写と区別がつかない CG が、わりと簡単にできるでしょう。）

そうしないで、いきなり simulation から出発する理由は何ですか？

> より物理学的に正しいモデルが得られ、より現実的な（＝リアルな）炎が得られる

この信条の哲学的な根拠は何ですか？ 物理的な「正しさ」が見た目の現実感に直結するとは、とても信じられないのです。

回答No.1

tanuki4u

炎のコンピュータグラフィックスは、何のために重要なの？
また、よりリアルにすることによって、どんな効能があるの？

※　大学の修士論文は、石炭の燃焼でした。そのなかで燃焼モデルによるシミュレーションも行っています。なので、質問者の研究内容を読んで、気になったのが上記の二点です。
工学部スタンスで考えると、そのシミュレーション、あるいはCG化にどんな意味なり、効果があるのかを問われます。
質問者の研究内容の説明ですと「CGが好きで、リアルって好きなんですよ、で、うまくリアルにするために頑張っています」という印象を持ちます。

研究者に求めれれるのは、（特に企業では）研究の着地点へのめどを立てられるか。
逆方向で言えばその研究のために予算をぶんどれるかを相手に納得させられるかです。
「スーパーコンピュータ世界一を目指す」
『で、世界二じゃだめなんですか？』
と、聞かれたたら、その理由を述べられなければ、予算を削られます。

補足

ご回答ありがとうございます。以下、質問の回答です。

■炎のコンピュータグラフィックスは、何のために重要なの？

主にエンターテイメントのためです。例えば、映画、ゲームの世界などで良く炎のCGは用いられます。（ハリーポッターなど）

■また、よりリアルにすることによって、どんな効能があるの？
色々とあると思われますが、以下の2つを解答とさせていただきます。

(1)上記エンターテイメントの世界でコスト削減につながると考えられます。極端な話、究極的にリアルな(現実の炎と区別がつかない)炎が描けたとします。そうなると、大規模な爆発シーンなどが映画・ゲームで必要とされる際に、それらを実写で撮影しなくともCGで代替できる事になると考えられます。

(2)エンターテイメントの世界の志向性に貢献できると考えられます。
これは昨今のゲームなどを見ればおわかりかと思われますが、ゲーム内の登場人物、現象をより現実的にしようとする方向性があるためです。例を挙げますと、ファイナルファンタジー7、8、10、13までを「リアルさの変遷」という観点でみれば、明らかによりリアルな人物、現象を描こうという方向性が見出されるはずです。これはリアルであればある程ユーザーが臨場感を持ってゲームを楽しめるという暗黙的な思想がある為かと思われます。リアルさの追求は、そのようなエンターテイメント（ゲーム、映画など）に貢献できると考えられます。